CN208350388U - Abs制动力台架动态信号监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种ABS制动力台架动态信号监测装置，包括单片机、PLC输出放大单元、数据采集模块、振动传感器、声音传感器、压力传感器、数据处理终端、ABS系统制动力台架，所述单片机经PLC输出放大单元后与ABS系统制动力台架的电磁阀相连，声音传感器、振动传感器、压力传感器分别与数据采集模块相连，数据采集模块与数据处理终端连接，数据处理终端与单片机相连。本实用新型通过单片机模拟驱动信号，并通过声音传感器、振动传感器、压力传感器对ABS制动力系统台架的数据进行采集，数据处理终端对采集的数据进行处理进而判断ABS的工作情况，为汽车ABS系统室内台架动态监测提供了硬件基础。

Description

ABS制动力台架动态信号监测装置

技术领域

本实用新型涉及汽车控制领域，特别涉及一种ABS制动力台架动态信号监测装置。

背景技术

汽车制动防抱死系统(Anti-lock Braking System，简称ABS)，是一种被动的汽车安全装置，能够缩短制动距离、改善制动时的行驶方向稳定性和可操作性，避免行车制动过程中发生汽车甩尾或者偏离预定车道。ABS作为保障人身安全的重要举措，在国内外各种类型的汽车生产中的装车率越来越高。ABS系统带来的安全性避免了许多事故的发生，所以，对于ABS系统的故障检测就变得更为重要。国内外的学者的眼光慢慢地聚焦到了ABS系统的故障诊断，投入大量的精力去完善ABS系统，提高行驶安全。当前国内外的ABS系统的故障检测主要是道路实车试验和室内搭建试验台。由于ABS系统的路面试验必须在一些专用的路面上，所需要的场地面积必须大，且花费不菲；试验所需的检测设备，试验需要做的准备和整个试验过程所花费的时间很长；ABS系统只有在高速下进行紧急制动才能开启，故而实车试验的危险性极高；ABS系统的试验很容易受到环境的影响，数据的重复性分析困难。所以，ABS系统的道路试验只能适合于某种型号的汽车配型试验或部分抽检，并不适合于大量汽车的定期检测，因此，更多的学者和研究员把目光转向了室内实验台。使用更小的占地面积、更低的成本、具有更快的检测速度、更高的安全性、更好的重复性，且不受环境影响。在制动过程中，当车轮接近抱死的状态（即滑移率的非稳定区)时，ABS系统能够迅速降低管道中的制动压力，使滑移率恢复到最佳（滑移率的稳定区域），通过液压控制单元对于制动力的自动调节，使得滑移率能够稳定保持在理想滑移率附近，达到最优制动效果，最终达到减少交通事故的目的。

汽车ABS系统主要由常规制动部分和防抱死控制部分组成，常规制动部分包括了制动管路、制动主缸、制动轮缸，防抱死控制部分包括控制器、执行器、轮速传感器。常规制动过程指的是ABS系统没有工作的情况下，正常的制动过程，其主要的原因是汽车制动的时间速度等因素没有达到ABS系统启动的要求。如果在紧急情况下制动，达到了ABS系统工作要求，则由常规制动部分和防抱死控制部分共同完成整个刹车过程，确保不会出现车轮抱死，整车滑动前行的现象。ABS系统的工作过程就是常开进油阀和常闭回油阀的高频变换的循环过程，分为常规制动过程、减压过程、增压过程、保压过程。常规制动过程是指制动时没有触发ABS系统，即电磁阀处于默认模式。在行驶过程中，通过踏板制动，使主缸内的液压油进入轮缸，使其压力增大而夹紧制动盘，轮速降低至零。保压过程是进油阀关闭，回油阀继续保持关闭的状态。ECU通过ABS系统控制单元的策略，实时获取车轮角加速度的信息，当滑移率在最佳滑移率之间的时候，ECU命令ABS系统进入保压过程，以保证制动轮缸内的油压不变。减压的过程是指当轮速信号输入到ABS的控制单元之后，在车轮即将抱死时候，将会控制电磁阀发生动作，打开回油阀使轮缸内的油液流出，关闭进油阀以阻止油液继续进入到轮缸，实现减压。一旦滑移率过大，超出设定的滑移率范围值，ABS控制单元便认为轮速有增大趋势，这时候，必须降低轮速，达到制动的目的，所以ABS电磁阀动作再次变化，打开进油阀，关闭回油阀以防止油液流出，实现了增压过程。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单的ABS制动力台架动态信号监测装置。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种ABS制动力台架动态信号监测装置，包括单片机、PLC输出放大单元、数据采集模块、振动传感器、声音传感器、压力传感器、数据处理终端、ABS系统制动力台架和直流电源，所述单片机的八个输出端口与PLC输出放大单元的八个输入端相连，PLC输出放大单元的八个输出端分别与ABS系统制动力台架的八个电磁阀相连，声音传感器安装在电磁阀旁，两个振动传感器安放在ABS系统制动力台架的泵体上，四个压力传感器分别夹在ABS系统制动力台架通向四个车轮的液压管路外部，声音传感器、两个振动传感器、四个压力传感器的信号输出端分别与数据采集模块的输入端相连，数据采集模块的输出端通过USB总线与数据处理终端连接，数据处理终端与单片机相连，所述直流电源与PLC输出放大单元相连，为PLC输出放大单元提供工作电源。

上述ABS制动力台架动态信号监测装置，所述单片机采用51系列单片机。

上述ABS制动力台架动态信号监测装置，所述压力传感器采用非干涉式光纤传感器。

上述ABS制动力台架动态信号监测装置，所述ABS系统制动力台架选用ABS/ASR 刹车系统。

上述ABS制动力台架动态信号监测装置，所述直流电源选用SAIL风帆蓄电池

上述ABS制动力台架动态信号监测装置，所述数据采集模块采用YE6231数据采集仪。

上述ABS制动力台架动态信号监测装置，所述直流电源与PLC输出放大单元设有第一保险丝。

上述ABS制动力台架动态信号监测装置，所述PLC输出放大单元与ABS系统制动力台架之间设有第二保险丝。

上述ABS制动力台架动态信号监测装置，所述数据处理终端与单片机之间设有第三保险丝。

上述ABS制动力台架动态信号监测装置，所述数据采集模块与数据处理终端之间设有第四保险丝。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的单片机的八个输出端口通过PLC输出放大单元与ABS系统制动力台架相连，单片机产生与ABS工作频率相同的正弦信号输入到ABS系统制动力台架，能够模拟8个不同的信号驱动ABS系统，从而更好地仿真ABS系统的工作状态。

2、本实用新型的压力传感器采用非干涉式光纤传感器，压力传感器夹在ABS系统制动力台架通向车轮的液压管路外部，不需要拧掉管道螺丝安装在液压管道上，适用范围更广。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种ABS制动力台架动态信号监测装置，包括单片机、PLC输出放大单元、数据采集模块、振动传感器、声音传感器、压力传感器、数据处理终端、ABS系统制动力台架和直流电源，所述单片机的八个输出端口与PLC输出放大单元的八个输入端相连，PLC输出放大单元的八个输出端分别与ABS系统制动力台架的八个电磁阀相连，声音传感器安装在电磁阀旁，两个振动传感器安放在ABS系统制动力台架的泵体上，四个压力传感器分别夹在ABS系统制动力台架通向四个车轮的液压管路外部，声音传感器、两个振动传感器、四个压力传感器的信号输出端分别与数据采集模块的输入端相连，数据采集模块的输出端通过USB总线与数据处理终端连接，数据处理终端与单片机相连，所述直流电源与PLC输出放大单元相连，为PLC输出放大单元提供工作电源。

所述单片机采用51系列单片机。

所述直流电源与PLC输出放大单元设有第一保险丝，所述PLC输出放大单元与ABS系统制动力台架之间设有第二保险丝，所述数据处理终端与单片机之间设有第三保险丝，所述数据采集模块与数据处理终端之间设有第四保险丝。

所述ABS系统制动力台架选用ABS/ASR 刹车系统。原车结构台架式布置，设工况指示灯、急停开关、数控调速电机作驱动、氧化铝金属面板雕刻原车电路图、双向外接端子便于电路测量分析及检测。圆形流水LED灯实时动态显示各轮速和传感器、电磁阀、液压泵的工作状况。智能数控调整车速，可实现对车速精确调整并同时显示。配备OBD2检测端口，可用仪器进行检测诊断，匹配，数据流读取等操作。

所述直流电源选用SAIL风帆蓄电池，为PLC输出放大单元提供工作电源。直流电源的参数值为：额定电压：12V；20小时率容量：60Ah；低温启动电流CCA：480A（SAE）。

所述PLC输出放大单元的参数值为：输出电压：12-36V直流；输入电压：DC12-36V，低电平有效；输出电流：小于3A；安装方式：打孔，PCB模组架；通道控制数量：12路；输出方式：NPN和PNP。

压力传感器采用非干涉式光纤传感器，压力传感器的参数值为：供电电源：24VDC；输出信号：4～20mA、1～5V、0～10V、0～20mA、0～5V、RS485；量程范围：-0.1…0～0.02…100Mpa（0-100KPa）；补偿温度：-10～70℃；介质温度：-40～125℃；环境温度-40～85℃；表壳防护：IP65；压力类型：表压、绝压、密封压；综合精度：0.1级；零点温度漂移：±0.03%FS/℃；灵敏度温度漂移 ：±0.03%FS/℃；过载压力：200%FS；长期稳定性：≤0.2%FS/年；固有频率：5kHz～650kHz。

所述数据采集模块采用YE6231数据采集仪，数据采集模块的参数值为：通道数：4；A/D位数：24位；电压输入特性 输入范围:≤±10VP；信号频率范围:DC-50kHz；IEPE输入特性IEPE激励电源：4mA+24VDC；信号输入范围：-10 VP到+10 VP；信号频率范围：0.3Hz到50kHz；信噪比：80dB；放大倍数：X1，x10，x100；信号频率范围：DC-30kHz(-3dB±1dB)；精度：±0.5％；最高采样频率：96kHz/CH，并行；接口：USB 2.0；采样方式：实时采样、实时显示、连续存盘；外形尺寸(mm)118W×35H×150D；供电电源：USB接口自供电；采样方式：实时采样，实时显示，连续存盘；供电电源：USB接口自供电。

所述振动传感器的参数值为：型号：CA-YD-185；IC工作电压：12-24 V（DC）；参考敏度：4.98mV/m*s-2；工作电流：2-10mA；频率范围：0.5-5000 Hz；最大允许加速度：1*103m*s2；冲击极限（峰值）：2000g；工作温度范围：-40℃到120℃；安装谐振频率：0.5 Hz到5000Hz。

声音传感器的参数值为：频率：250Hz；开路灵敏度：-26±1.5dB，50mV/Pa，dB re1V/Pa；频率响应特性：10Hz ~20kHz，1/2 IEC61672 级别1；声场类型：自由场；极化电压：0V；大气压力：101.3kPa；动态范围上限（SPL冲击总谐波失真保持小于3％）：146dB；本底噪声<16dBA；环境压力系数(250 Hz)：-0.010dB/kPa；温度系数：250 Hz时-0.005，(从-20℃到60℃) dB/℃；使用湿度范围：0~98RH,%；相对湿度：45%。

本实用新型在单片机的基础上搭建了ABS制动力台架动态信号监测装置，通过单片机产生与ABS工作频率相同的正选信号输入到12通道PLC输出放大单元进行整形放大，然后送入ABS系统制动力台架，从而模拟驱动信号，进而控制ABS系统制动力台架上的电磁阀，并通过声音传感器对电磁阀动作的声音进行采集，通过振动传感器对泵体的振动进行采集，通过压力传感器对ABS制动力系统台架的管道压力进行采集，并通过YE6231数据采集仪显示在电脑上。在此硬件系统的基础上，踩下ABS系统制动力台架的制动力踏板，驱动ABS系统运作，并通过声音传感器检测阀体动作产生的声音，通过振动传感器检测阀体振动情况，通过压力传感器检测管道的压力。采用数据处理终端进行处理进而判断ABS的工作情况，为汽车ABS系统室内台架动态监测提供了硬件基础。

Claims (10)

1.一种ABS制动力台架动态信号监测装置，其特征在于：包括单片机、PLC输出放大单元、数据采集模块、振动传感器、声音传感器、压力传感器、数据处理终端、ABS系统制动力台架和直流电源，所述单片机的八个输出端口与PLC输出放大单元的八个输入端相连，PLC输出放大单元的八个输出端分别与ABS系统制动力台架的八个电磁阀相连，声音传感器安装在电磁阀旁，两个振动传感器安放在ABS系统制动力台架的泵体上，四个压力传感器分别夹在ABS系统制动力台架通向四个车轮的液压管路外部，声音传感器、两个振动传感器、四个压力传感器的信号输出端分别与数据采集模块的输入端相连，数据采集模块的输出端通过USB总线与数据处理终端连接，数据处理终端与单片机相连，所述直流电源与PLC输出放大单元相连，为PLC输出放大单元提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的ABS制动力台架动态信号监测装置，其特征在于：所述单片机采用51系列单片机。

3.根据权利要求1所述的ABS制动力台架动态信号监测装置，其特征在于：所述压力传感器采用非干涉式光纤传感器。

4.根据权利要求1所述的ABS制动力台架动态信号监测装置，其特征在于：所述ABS系统制动力台架选用ABS/ASR 刹车系统。

5.根据权利要求1所述的ABS制动力台架动态信号监测装置，其特征在于：所述直流电源选用SAIL风帆蓄电池。

6.根据权利要求1所述的ABS制动力台架动态信号监测装置，其特征在于：所述数据采集模块采用YE6231数据采集仪。

7.根据权利要求1所述的ABS制动力台架动态信号监测装置，其特征在于：所述直流电源与PLC输出放大单元设有第一保险丝。

8.根据权利要求1所述的ABS制动力台架动态信号监测装置，其特征在于：所述PLC输出放大单元与ABS系统制动力台架之间设有第二保险丝。

9.根据权利要求1所述的ABS制动力台架动态信号监测装置，其特征在于：所述数据处理终端与单片机之间设有第三保险丝。

10.根据权利要求1所述的ABS制动力台架动态信号监测装置，其特征在于：所述数据采集模块与数据处理终端之间设有第四保险丝。